BOLLETTINO #002

Anatomia di un fulmine

Ogni giorno, nel mondo, vengono rilevati in media circa 7 milioni di fulmini. Solo una parte di questi raggiunge il suolo.

Per noi durano un istante. Un lampo, il tempo di premere un pulsante — o, nel mio caso, di sperare che la macchina fotografica fosse già lì ad aspettarlo.

Ma prima di quel momento il cielo ha lavorato parecchio.

Tutto comincia da una nuvola

Un temporale nasce quando aria calda e umida vicino al suolo comincia a salire nell’atmosfera attraverso la convezione.

Salendo, l’aria si raffredda e il vapore acqueo condensa. Se l’instabilità è sufficiente, la nube cresce verticalmente fino a diventare un cumulonembo: una macchina atmosferica enorme, capace di raggiungere diversi chilometri di altezza.

Al suo interno convivono acqua, ghiaccio e fortissime correnti ascendenti e discendenti.

Ed è proprio lì che comincia la parte elettrica.

Una gigantesca batteria nel cielo

Gli urti continui tra gocce d’acqua, cristalli di ghiaccio e altre particelle separano progressivamente le cariche elettriche all’interno della nube.

Il risultato è una struttura con zone a carica differente.

Quando la differenza di potenziale diventa sufficientemente grande, l’aria — normalmente un ottimo isolante — non riesce più a impedirne il passaggio.

Si crea un canale ionizzato.

Ed ecco il fulmine.

Le correnti coinvolte possono essere impressionanti: METEORAGE indica scariche che possono raggiungere fino a circa 200'000 ampere.

Non tutti i fulmini arrivano a terra

Quando diciamo “fulmine” immaginiamo quasi sempre una scarica che parte dalla nube e colpisce il terreno.

In realtà esistono tre grandi famiglie:

INTRA-NUBE
La scarica avviene all’interno della stessa nube temporalesca.

NUBE-NUBE
La scarica collega due differenti regioni nuvolose.

NUBE-TERRA
Il canale elettrico mette in comunicazione la nube con il terreno.

Ed è naturalmente quest’ultimo a essere particolarmente spettacolare da fotografare quando il canale ramificato diventa visibile per chilometri sopra il paesaggio.

Perché alcuni fulmini sembrano lampeggiare più volte?

Un singolo fulmine nube-terra non è necessariamente una sola scarica.

Lo stesso canale ionizzato può essere percorso da più impulsi di corrente, chiamati scariche di ritorno.

È per questo che a occhio nudo alcuni fulmini sembrano pulsare o riaccendersi rapidissimamente lungo lo stesso percorso.

La fotografia con tempi di esposizione relativamente lunghi può registrare questi eventi in un'unica immagine, trasformando frazioni di secondo in qualcosa che possiamo finalmente osservare con calma.

Le montagne fanno parte della storia

Per chi osserva i temporali in Ticino, un altro meccanismo è particolarmente importante: l’orografia.

Quando una massa d’aria viene costretta dalle montagne a salire rapidamente, si raffredda e può favorire lo sviluppo di cumulonembi.

Le Alpi, quindi, non sono soltanto lo sfondo dei miei temporali.

Partecipano alla loro costruzione.

È uno dei motivi per cui fotografare qui è così affascinante: paesaggio e fenomeno atmosferico appartengono alla stessa storia.

Come sappiamo dove è caduto un fulmine?

Un fulmine non produce soltanto luce e tuono.

La corrente che attraversa il suo canale genera anche onde elettromagnetiche che possono essere rilevate a distanza.

Le moderne reti di rilevamento confrontano segnali ricevuti da diversi sensori e possono così determinare posizione e caratteristiche delle scariche quasi in tempo reale.

È la tecnologia che rende possibili anche quelle mappe di fulminazione che osserviamo durante una notte di temporali per capire dove si sta spostando una cella.

Il cielo sembra caotico.

Ma dentro quel caos ci sono fisica, geometria, energia e una serie incredibile di processi che avvengono in pochi istanti.

E poi c'è quel momento.

Una montagna.
Una nube.
Un'esplosione di luce.

Click.

Benvenuti nella Valle dei Fulmini.

Yari Copt

Fonte scientifica principale: METEORAGE — “Conoscere i temporali e i fulmini”.

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BOLLETTINO #002

Anatomy of Lightning

Around 7 million lightning flashes are detected across the world every day. Only a fraction of them ever reach the ground.

To us, they last for an instant. A flash — barely enough time to react or, in my case, to hope that the camera was already waiting for it.

But before that moment, the atmosphere has been working for quite some time.

It all begins with a cloud

A thunderstorm develops when warm, humid air near the surface begins to rise through the atmosphere by convection.

As it rises, the air cools and water vapour condenses. Under sufficiently unstable conditions, the cloud can develop vertically into a cumulonimbus: an enormous atmospheric machine containing water, ice and powerful rising and descending currents.

And somewhere inside it, the electrical story begins.

A giant battery in the sky

Continuous collisions between water droplets, ice crystals and other particles gradually separate electrical charges inside the cloud.

Different regions of the storm acquire different charges.

Eventually, the electrical potential becomes strong enough to overcome the insulating properties of the air.

An ionised channel forms.

Lightning.

The electrical currents involved can be extraordinary: METEORAGE reports discharges reaching up to around 200,000 amperes.

Lightning doesn't always hit the ground

When we think of lightning, we usually imagine a bolt connecting a cloud to the landscape below.

But there are three main families:

INTRA-CLOUD
A discharge occurring within the same storm cloud.

CLOUD-TO-CLOUD
A discharge connecting different cloud regions.

CLOUD-TO-GROUND
An electrical channel connecting the cloud to the Earth's surface.

For a photographer, the last of these can be particularly spectacular when a branching channel stretches for kilometres across the landscape.

Why does lightning sometimes flicker?

A cloud-to-ground lightning flash does not necessarily consist of a single electrical pulse.

The same ionised channel may carry several return strokes in rapid succession.

That is why some bolts appear to pulse or repeatedly illuminate along almost exactly the same path.

Long photographic exposures can capture several of these events in a single frame, turning fractions of a second into something we can finally stop and examine.

The mountains are part of the story

For anyone watching storms in Ticino, another mechanism is especially relevant: orography.

When air is forced rapidly upward by mountainous terrain, it cools and can contribute to the development of cumulonimbus clouds.

The Alps are therefore not simply a backdrop to my photographs.

They participate in creating the storm itself.

That is part of what makes photographing here so fascinating: landscape and atmospheric phenomenon belong to the same story.

How do we know where lightning strikes?

Lightning produces more than light and thunder.

Electrical current travelling through its channel also generates electromagnetic waves that can be detected from a distance.

Modern lightning detection networks compare signals received by multiple sensors to determine the location and characteristics of individual discharges almost in real time.

That technology is behind the lightning maps we watch during stormy nights to understand where a cell is developing and where it is heading.

The sky may look chaotic.

But inside that chaos are physics, geometry, energy and an extraordinary chain of events unfolding in a fraction of a second.

And then comes the moment.

A mountain.
A cloud.
An explosion of light.

Click.

Welcome to The Lightning Valley.

Yari Copt

Main scientific source: METEORAGE — “Understanding thunderstorms and lightning”.